Кавитационный смеситель

 

Использование: смешение жидких материалов в кавитационном гидродинамическом поле микропузырьков. Сущность изобретения: кавитационный смеситель содержит цилиндрическую рабочую камеру с турбулизирующими элементами, кавитатором, патрубками подвода и отвода жидкости . Турбулизирующие элементы, расположенные на торцевых поверхностях рабочей камеры,выполнены в виде полос, установленных под углом к торцевым стен-- кам свободные концы плоских полос снабженных козырьками. Турбулизирующие элементы, расположенные на цилиндрической поверхности рабочей камеры, имеют П-образную форму. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 F 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4760709/26 (22) 07.08.89 (46) 23.08.92. Бюл. 1Ф 31 (71) Красноярский инженерно-строительный институт и Красноярский политехнический институт (72) В.А,Кулагин, Т.А,Кулагина и Е.П.Грищенко (56) Авторское свидетельство СССР

Ь 1136845, кл. В. 06 В 1/16, 1985.

Авторское свидетельство СССР

- N 1168300, 1985. . (54) КАВИТАЦИОННЫЙ СМЕСИТЕЛЬ

::.."(57) Использование: смешение жидких мате. риалов в кавитационном гидродинамиче-

Изобретение относится к устройствам для смешивания и кавитационной обработки топлив и других нефтепродуктов с водой и может быть использовано при производстве асфальто-бетонных смесей.

Известен генератор кавитации, содержащий цилиндрический корпус, коаксиально установленные в нем статор и ротор, обращенные один к другому, поверхности которых выполнены шероховатыми и между которыми расположена рабочая камера, входной и выходной патрубки. Ротор выполнен в виде диска, а в корпусе выполнены полости в радиальном направлении, сообщающиеся с рабочей камерой через отверстия.

Недостатком данного генератора кавитации является низкая эффективность, так как после определенного промежутка времени с начала работы, скорости вращения ротора и жидкости выравниваются вследст Ы 1755906 А1 ском поле микропузырьков, Сущность изобретения: кавитационный смеситель содержит цилиндрическую рабочую камеру с турбулизирующими элементами, кавитатором, патрубками подвода и отвода жидкости. Турбулизирующие элементы, расположенные на торцевых поверхностях рабочей камеры, выполнены в виде полос, установленных под углом к торцевым стенкам свободные концы плоских полос снабженных козырьками, Турбулизирующие элементы, расположенные на цилиндрической поверхности рабочей камеры, имеют

П-образную форму, 1 з.п, ф-лы, 5 ил. вие жидкостного трения, что приводит к снижению интенсивности кавитационного воздействия или же к полному исчезновению кавитационных явлений.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является генератор кавитации, содержащий корпус с патрубками для подвода и отвода жйдкостй, размещенный в нем приводной вал, установленный на последнем кавитатор, выполненный в виде крыльчатки, лопасти которой расположены в плоскости, перпендикулярйой оси вращения с нулевым шагом. Корпус генератора кавитации выполнен цилиндрическим, а по крайней мере одна из его внутренних стенок — шероховатой; на одной из стенок, представляющих собой цилиндрическую поверхность, нарезаны зубья, описанные в поперечном сечении прямой и дугой окружности и имеющие наклон в противоположную сторону направления вращения.

1755906

10 цевых стенках

40

55 смеси

Недостатком такого генератора кавитации является то, что уже после непродолжительной работы генератора интенсивность кавитации существенно снизится из-за выравнивания скоростей вращения жидкости и крыльчатки. Конструктивный элемент в виде цилиндрической зубчатой стенки, предназначенный для устранения последнего недостатки, неэффективен. Течение в пространстве между зубьями будет происходить с образованием застойной зоны, что подтверждается близкими по характеру обтекания картинамвпотока в прямоугольном вырезе (см. Чжен П; Отрывные течения. M.:

Мир. 1973. Т.2.С,12; фиг, 4). В указанном источнике отмечается, что хотя вырезы заполнены вихрями, на внешний поток они большого влияния не оказывают. Учитывая рассматриваемую конструкцию, в лучшем случае только часть зуба — его вершина бу, дет выступать во внешний поток, оказывая сопротивление наподобие выступам в гид. равлически шероховатых трубах.

Целью изобретения является повышение эффективности работы за счет обеспечения стабильного интенсивного кавитационного воздействия на смешиваемые жидкости.

Для достижения поставленной цели на торцевых поверхностях рабочей камеры расположены турбулизирующие элементы и выполнены в виде плоских полос, установленных под углом 20-40 к торцевым стенкам. При этом средняя линия проекции полосы составляет с радиусом, проходящим через середину средней линии, угол 25-45, Свободные концы плоских полос снабжены козырьками, параллельными торцевым поверхностям, На цилиндрической поверхности расположены турбулизирующие элементы П-образной формы и образуют угол 30-60 с касательной и цилиндрической поверхности в месте закрепления турбулизирующих элементов и острые углы всех турбулизирующих элементов направлены навстречу движению потока.

Введение турбулизирующих элементов в виде плоских полос с козырьками на торцевых стенках рабочей камеры и установка их под углом к радиальному направлению приводит к торможению жидкости и одновременно обеспечивает циркуляцию жидкости в меридиональной плоскости, что способствует более интенсивному перемешиванию и, соответственно, более полной, эффективной кавитационной обработке жидкости по всему объему.

Турбулизирующие элементы П-образной формы, расположенные на цилиндрической поверхности рабочей камеры под углам к касательной к этой поверхности и с направлением острого угла навстречу движению 1тока, обеспечивают эффективное торможение:жидкости во вращательном движении без образовани застойных зон с формированием турбул -ного следа, способствующего интенсивному микроперемешиванию жидкостей, На фиг,1 показан общий вид кавитационного смесителя; на фиг,2 — разрез А-А на фиг,1; на фиг,3 — вид В на фиг,1; на фиг.4— вид С на фиг.1; на фиг,5 — схема расположения турбулизирующих плоских полос наторКавитационный смеситель включает в себя: приводной вал 1, расположеннь1й в цилиндрической рабочей камере 2, на котором закреплен кавитатор в виде крыльчатки

3, патрубки для подвода жидкостей 4, турбулизирующие элементы П-образной формы

5. установленные на внутренней цилиндрической стенке рабочей камеры 2, турбулизирующие элементы в виде плоских полос 6 с козырьком 8, установленных на торцевых стенках рабочей камеры 2, выходной патрубок 7.

Кавитационный смеситель работает следующим образом. Во входные патрубки

4 поступают смешиваемые жидкости, При вращении крыльчатки 3, расположенной на валу 1, за ее лопастями образуются каверны, заполненные кавитационными микропузырьками, при схлопывании которых генерируются интенсивные быстроизменяющиеся поля высоких давлений и температур, воздействующие на смесь жидкостей, образующих устойчивую эмульсию. При неизбежном стремлении к вращению жидкость затормаживается турбулизирующими элементами в виде плоских полос 6 и П-образной формы, расположенными соответственно на торцевых и цилиндрической стенках рабочей камеры 2 на внутренних поверхностях. Конфигурация П-образных турбулизаторов способствует также процессу интенсивного турбулентного микроперемешивания в вихревых следах, а соответствующее расположение турбулизаторов в виде плоских полос - циркуляции потока в меоидиональной плоскости, что в совокупности приводит к максимально эффективному кавитационному воздействию на жидкости и всему объему и играет существенную роль в образовании устойчивой их

Формула изобретения

1. Кавитационный смеситель, включающий корпус с цилиндрической рабочей камерой:. внутренние поверхности которой снабжены турбулизирующими элементами, 1755906 патрубки подвода и отвода жидкости и размещенный внутри рабочей камеры приводной вал с кавитатором, выполненным в виде крыльчатки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы 5 смесителя, турбулизирующие элементы. расположенные на торцевых поверхностях рабочей камеры, выполнены в виде плоских. полос, установленных под углом 20-40 к торцевым стенкам, при этом средняя линия 10 проекции полосы составляет с радиусом, проходящим через середину средней линии, угол 25-45 . а турбулизирующйе элементы, расположенные на цилиндрической поверхности рабочей камеры, имеют П-образную форму и образуют угол 30-60 с касательной к цилиндрической поверхности в месте закрепления турбулизирующих элементов, и острые углы всех турбулизирующих элементов направлены навстречу движению потока.

2. Смеситель поп.1, отл и ча ю щи йс я тем, что свободные концы плоских полос снабжены козырьками, параллельными торцевым поверхностям.

1755906

Мл ?68лРИМ

3ДОЩРииЯ щ)альчОлМЦ

I еф

Составитель В.Кулагин

Техред М.Моргентал. Корректор H.TóïèÖà

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул.Гагарина, 101

Заказ 3040 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5